高級中等學校組

本研究嘗試以海藻酸鹽設計製作雙層水膠，並搭載奈米粒子於雙層水膠中，達到兼具治療與保護傷口的效果。 透過實驗數據驗證，此雙層水膠之儲存模數相比人體細胞外間質，得知水膠足以提供傷口張應力。而表面帶負電之奈米粒子，其粒徑尺寸~1849nm，以及界達電位負電峰值為-19.9 ± 0.2mV，能夠有效地吸附帶正電之生長因子並持續釋放。另外，藉由水膠不同的降解速率及載藥特性，達到首先減緩發炎反應，並給予血管新生功效。動物實驗成功建立模型，由一般傷口證實，加入水膠與抗發炎因子IL-10/促血管新生因子VEGF+PDGF療法的實驗組別，其修復期較短，由db/db糖尿病鼠模型證實生長因子的釋放有助於傷口癒合。說明研究中的海藻酸鹽雙層水膠系統，極具持續開發與應用的價值。

流體力學與人類許多空中交通運輸工具的設計息息相關。本研究使用與空氣黏度相近的肥皂泡膜模擬空氣流場，利用泡膜因薄膜干涉產生色彩的「流場可視化」特性，統整、歸納鈍體撞擊流所產生渦流的變化。藉由設計實驗，將連續錄製的影像匯入軟體分析，發現渦流因泡膜在不穩定流場下受高、低壓差影響，導致次渦流的形成；渦流脫落鈍體後運動的加速度值恆定；主次渦流分離時，恰與渦流脫落木棒的時刻相同，並渦流形成的時間愈長，面積愈大，而渦流脫落後其面積變化趨於平緩；雙渦流與單渦流運動的加速度值比為根號2，推得能量差為2倍。

本研究主要是設計Invelox2.0的風速增幅系統，透過此系統可以在出口增加風速而達到風力發電。以空氣動力學與簡單的流體力學原理為基礎，並運用AuotCAD、Solidwork軟體設計、雷射雕刻機實作出Invelox2.0風速增幅系統、也使用3D列印機器製作出曲線方式的風速增幅系統，並比較雷射雕刻的系統與3D列印的系統差異性。利用此風速增幅系統來實際比較，Involex2.0風速增幅系統與傳統風速增幅系統之風速情況，並利用風速計測量風速的情況後，發現此本系統優於傳統系統方式。另外本研究使用Solidwork軟體中的Flow Simulation模擬出本次設計概念，在管道突然變窄會產生文丘里效應，並開始聚集且加速。因此，代表本設計風速增幅系統是非常有意義的。

本研究將定量的葡萄糖與乙酸酐反應，可將葡萄糖上的羥基進行乙醯化反應，再將乙醯化的葡萄糖與可回收使用的催化劑磷鎢酸以5:1當量數進行催化反應，並分別以是否微波、微波時間、微波溫度及微波瓦數為變因進行實驗，發現當微波溫度40℃、微波功率300W，微波30分鐘時，可得到最高產率的目標產物。再將葡萄糖與催化劑磷鎢酸及對甲苯硫酚以當量數為變因，找出最佳產率的條件，再將此最佳條件分別以不同醣類為變因進行反應，將所測得之目標產物的產率與傳統催化劑三氟化硼所催化的結果進行綜合比較及討論，最後以NMR儀器分析確定反應是否成功並了解其反應機制，進而幫助科學家在研究癌症細胞中醣分子的合成反應過程可以更有效率，並以達到綠色化學為目標。

本篇研究是比較釀酒酵母在象草汁、紅甘蔗汁和白甘蔗汁酒精發酵時產製酒精的效率。結果顯示，植物汁液的成分和特性會影響酵母菌的發酵效率和產物。紅甘蔗汁和白甘蔗汁中的其他微生物對酵母菌的影響會隨時間增加而增強，pH值也會影響酵母菌的活性。不論是否在無氧環境，象草汁中的酵母菌產製酒精的效率最好，並且在象草汁中的酒精被氧化的情形比在紅白甘蔗汁中來的小。因此，將釀酒酵母放入象草汁中進行酒精發酵是取得酒精的最佳方法。本篇研究的禾本科植物中，象草是相當適合作為生質能源的材料。

本研究探討民間信仰之古風水「煞氣」到底是迷信還是有其科學中流體力學意涵。本研究以實作及模擬方式，對於所謂傳統風水之「尖射煞」進行研究。結果顯示，尖角形狀確實易產生紊流，造成能量較強氣流，而以擋煞物及傳統屋簷之燕尾形，確實可以降低音頻及氣流能量，八卦形可同時降頻降低氣流能量，但在高風速時表現未若銅錢形為佳。最後經由迴歸分析，發現在低風速時，各尖角及擋煞形狀對於紊流噪聲的表現有高度正相關性，Ｒ平方值＞０.７５。

不定時噴發的火山泥是屏東萬丹知名地景，但對於農民來說，這些在他們土地上所噴發出來的火山泥卻是影響作物收成跟汙染環境的一大問題。大量泥漿很難清理，只能做為廢棄物被清理堆積。自然界的土壤中富含各種金屬氧化物，本篇研究推測萬丹的火山泥中含有較多鐵的成分，透過將萬丹火山泥的粉末溶入釉中做為發色劑的實驗，以窯燒後的成色與參考資料做比較，來驗證這樣的想法。實驗的結果顯示「以火山泥做為發色劑」的釉藥會產生與「以氧化鐵為發色劑」相似的青瓷效果。所以得知火山泥是能夠取代氧化鐵做為發色劑使用，而不只做為廢棄物堆積的。

在坐標平面上， 坐標均為整數的點稱為格子點，本文的研究是探討有心錐線(含圓、橢圓、雙曲線)上的格子點問題。 首先探討科學研習月刊中的一道數論問題：「你可以找到多少組正整數對 ，讓 的平方減5是 的倍數， 的平方減5是 的倍數？」，特別感興趣於滿足上述條件的生成下一組解，此解可由盧卡斯數列的相鄰奇數項觀察出來，於是我們嘗試推廣至一般齊次線性遞迴數列的情形。進一步探討生成下一組解的遞迴關係、建構有心錐線方程式、此方程式有解的數論性質及計數格子點的個數。若由上述方式推導橢圓，在判斷數論性質上有難度，最後我們利用二次剩餘及歐拉-費馬定理來克服橢圓上的格子點問題。

本作品研究在於設計製造出一款能裝置在一般窗戶外側的“智慧型導風機”來引導室外自然風進入室內，以增加室內空氣的流通，構想是依操作者個人對進風量之喜好感受，設定按鈕電動驅動左右兩片導風窗板外推至適當角度後，再由風向感測器偵測出當下的風向數據，透過Arduino程式運算控制左右兩片導風板的葉片組，依不同風向進行一開一合的動作，讓側向風亦能導入室內，使得室內的空氣流通得到最大化，藉以改善室內的空氣品質。

本實驗使用超聲波洗淨機為主體，將鋁箔紙放入腔內振盪，引起腔內液體產生空蝕現象並損壞鋁箔紙。我們使用分析軟體研究不同液體條件對鋁箔破壞的影響，以找出最佳清洗效果。 研究結果顯示，黏度越大的液體造成的破壞面積較小。這結果可以從Brabec和Mornstein（2007）的實驗中解釋，因為黏度增加會使空蝕閾值提高，也就是發生空蝕現象的條件變得更苛刻。溫度低下破壞程度較嚴重。 通過實驗和壓力感測器，我們發現超聲波在洗淨槽中以駐波形式產生空蝕現象，且破壞最嚴重的地方位於壓力變化最大的節點處。然而，由於超聲波洗淨機不是封閉系統且邊界條件複雜，無法精確推測表面情況。因此，我們希望透過建立數學模型來完善實驗。